La douleur réduit de plus de 50 % le débit cérébral chez la souris

Dans le cortex de la souris, deux sensations qui semblaient très similaires aux neurones produisaient des signatures vasculaires nettement différentes. Ravi Rungta, professeur à l’Université de Montréal, et Antoine Malescot, étudiant en doctorat, ont constaté que la douleur générait une réponse du débit sanguin inférieure de plus de 50 % à celle du toucher, alors que l’activité neuronale était presque identique dans la plupart des couches corticales.

Ce résultat remet en question une hypothèse simple au cœur de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle, ou IRMf — la technique qui déduit l’activité cérébrale des variations de l’oxygénation du sang. Depuis 30 ans, l’IRMf constitue l’une des principales fenêtres sur le cerveau vivant, mais elle ne permet pas d’observer directement l’activité des neurones. La nouvelle étude montre qu’une activité neuronale similaire ne produit pas nécessairement le même signal global de débit sanguin.

L’explication réside dans l’architecture vasculaire du cortex. Les chercheurs ont identifié plusieurs réseaux indépendants d’artérioles, de minuscules vaisseaux reliant les artères et les capillaires, qui alimentent différentes couches et réagissent différemment aux stimulations. Des marqueurs génétiques ont suivi l’activité neuronale en temps réel, tandis qu’une imagerie dans le rouge lointain a atteint un millimètre entier à l’intérieur du cerveau de la souris, deux fois plus profondément qu’auparavant, permettant à l’équipe d’observer les six couches corticales.

Une conséquence possible serait une interprétation plus précise de l’IRMf spécifique à chaque couche dans les recherches sur la douleur, la cognition et les troubles neurologiques. Les chercheurs pourraient devoir tenir compte non seulement de l’intensité de la réponse des neurones, mais aussi du réseau vasculaire qui transporte le signal de débit sanguin. Cela pourrait être particulièrement important dans les maladies associées à une diminution du débit sanguin dans les couches profondes du cortex.

Il s’agit toujours d’une étude menée chez la souris, et non d’un résultat clinique. Publiée dans Science, elle donne à l’équipe de Rungta une piste pour déterminer si des réseaux distincts d’artérioles contribuent également à la douleur chronique et aux maladies neurodégénératives.